特許 6845985 冷却装置及び投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6845985

(24)【登録日】2021年3月3日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】冷却装置及び投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/16 20060101AFI20210315BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20210315BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20210315BHJP

   F21V 29/504 20150101ALI20210315BHJP

   F21V 29/76 20150101ALI20210315BHJP

   F21V 29/15 20150101ALI20210315BHJP

   F21V 29/507 20150101ALI20210315BHJP

   F21V 29/83 20150101ALI20210315BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20210315BHJP

   F21V 9/00 20180101ALI20210315BHJP

   F21V 29/502 20150101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/16

   G03B21/00 D

   H04N5/74 Z

   F21V29/504

   F21V29/76

   F21V29/15

   F21V29/507

   F21V29/83

   F21S2/00 375

   F21V9/00

   F21V29/502 100

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-122424(P2016-122424)

(22)【出願日】2016年6月21日

(65)【公開番号】特開2017-227699(P2017-227699A)

(43)【公開日】2017年12月28日

【審査請求日】2019年6月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002022

【氏名又は名称】特許業務法人コスモ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直人

【審査官】 小野 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１９２３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０５１０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０８２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４６０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１６６５５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１１６４４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２３８４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１８４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３１７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５８８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３４５６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ２１／００−２１／１０

２１／１２−２１／３０

２１／５６−２１／６４

３３／００−３３／１６

Ｈ０４Ｎ ５／６６−５／７４

Ｆ２１Ｋ ９／００−９／９０

Ｆ２１Ｓ ２／００−４５／７０

Ｆ２１Ｖ １／００−１５／０４

２３／００−３７／００

９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学部材を保持する保持部と、本体部と、前記本体部から延設される突出部と、を有する固定部材と、
前記固定部材を収納し、前記固定部材の設置位置に前記突出部が挿通される孔部を有する光源ケースと、
を備え、
前記光学部材は、蛍光板を回転駆動させるモータと、前記蛍光板の一方又は他方の面側に配置されるレンズと、を含み、
前記突出部は、前記蛍光板の下方に位置することを特徴とする冷却装置。

【請求項2】

前記突出部は、柱状であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記突出部は、複数のフィンであることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記固定部材と前記光源ケースとの間に配置され、前記突出部が挿通される開口孔を有した封止部材を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。

【請求項5】

前記固定部材と前記光源ケースとの間に配置され、前記フィンが挿通される開口孔を有した封止部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。

【請求項6】

複数の前記フィンは、前記開口孔及び前記孔部から前記フィン毎に外部に露出することを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。

【請求項7】

複数の前記フィンは、前記開口孔及び前記孔部から纏めて外部に露出することを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。

【請求項8】

前記封止部材は、断熱部材であることを特徴とする請求項４乃至請求項７の何れかに記載の冷却装置。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８の何れかに記載の冷却装置と、
表示素子と、
前記冷却装置を透過した光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
前記表示素子から出射された画像を投影する投影側光学系と、
を備え、
前記冷却装置は光源装置であることを特徴とする投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却装置及び投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置として、データプロジェクタが多用されている。このようなプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子や液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させる。

【0003】

プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで用途が拡大している。このようなプロジェクタは、高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、レーザダイオード等の固体発光素子や、その固体発光素子を励起光源とする蛍光板を光源として備えたものが種々開発されている。このような光源は、プロジェクタの主な熱源となることから、プロジェクタの内部を冷却するための技術が提案されている。

【0004】

例えば、特許文献１のプロジェクタは、半導体発光素子と、半導体発光素子を保持する保持体と、保持体に熱接続されるヒートシンクとを備える。半導体発光素子の熱は、ヒートシンクのフィンに移送される。ヒートシンクのフィンに対しては冷却風が送風される。そのため、半導体発光素子から発生した熱は、その冷却風により、フィンから放熱される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−５２７９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、上述したようなプロジェクタに内蔵される光源装置は、内部における導光が阻害されないように、塵埃の進入を防ぐことが望ましい。そのため、光源装置内の光源や光学部材は、密閉性の高いケースに収納される。しかしながら、ケース内に収納された熱源となる部材を冷却する場合、ケース自体に放熱機能を持たせることもできるが、十分に冷却されない場合がある。

【0007】

また、特許文献１のようなヒートシンクを、熱源となる部材と接続させて、ケースの外部に延設した場合、ケース自体に開口部を設ける必要が生じる。そのため、ケースの防塵性が低下する。また、この場合、熱の移送経路が複数の部材に亘るため、放熱は効率的ではない。

【0008】

本発明は、以上の点に鑑み、ケースの防塵性を確保しつつ内部の熱源を効率よく冷却する光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の冷却装置は、光学部材を保持する保持部と、本体部と、前記本体部から延設される突出部と、を有する固定部材と、前記固定部材を収納し、前記固定部材の設置位置に前記突出部が挿通される孔部を有する光源ケースと、を備え、前記光学部材は、蛍光板を回転駆動させるモータと、前記蛍光板の一方又は他方の面側に配置されるレンズと、を含み、前記突出部は、前記蛍光板の下方に位置することを特徴とする。

【0010】

本発明の投影装置は、上述の冷却装置と、表示素子と、前記冷却装置を透過した光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から出射された画像を投影する投影側光学系と、を備え、前記冷却装置は光源装置であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ケースの防塵性を確保しつつ内部の熱源を効率よく冷却する光源装置及び投影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態１に係る投影装置の外観斜視図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る投影装置の機能ブロック図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る光源装置の平面模式図である。

【図5】本発明の実施形態１に係る光源ケースの裏面斜視図である。

【図6】本発明の実施形態１に係る図４のバレル周辺の断面図であり、（ａ）はＶＩａ−ＶＩａ断面図であり、（ｂ）はＶＩｂ−ＶＩｂ断面図である。

【図7】本発明の実施形態２に係る光源ケースの裏面斜視図である。

【図8】本発明の実施形態２に係る図７のバレル周辺の断面図であり、（ａ）は封止部材をフィン全体に沿って配置したＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ断面図であり、（ｂ）は封止部材をフィン毎に配置した変形例におけるＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ断面に相当する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（実施形態１）
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。本実施形態の投影装置１０は、上本体ケース１０ａ及び下本体ケース１０ｂを備える。投影装置１０の筐体の側板である正面パネル１２、背面パネル１３、右側パネル１４、及び左側パネル１５は、上本体ケース１０ａの外周縁から下方に向かって立設する。各パネル１２〜１５の下端は、下本体ケース１０ｂの外周縁と当接する。したがって、投影装置１０は、上本体ケース１０ａと下本体ケース１０ｂにより略直方体状に形成される。なお、本実施形態において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

【0014】

投影装置１０の筺体の上面パネル１１には、キー／インジケータ部３７、投影画像調整部１１ａが設けられる。このキー／インジケータ部３７には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱した時に報知をする過熱インジケータ等の各種設定を行うためのキーやインジケータが配置されている。投影画像調整部１１ａは、一つ又は複数の回動摘みを備える。この回動摘みを操作することにより、図４で後述する投影側光学系の可動レンズの位置が調節され、投影画像の大きさやピントの調整が行われる。また、投影装置１０は、図示しないが、リモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

【0015】

正面パネル１２と右側パネル１４の前方右側の角部５０１には、吸気孔３１０が設けられる。正面パネル１２の左側には、すり鉢状に窪んだ光出射部１２ａが設けられる。この光出射部１２ａの左側パネル１５側の内壁には、吸気孔３２０が形成される。投影装置１０は、光出射部１２ａに、投影口１２ｂと、投影口１２ｂを覆うレンズカバー１９を有する。

【0016】

正面パネル１２の下端には、高さ調整ボタン１２ｃが設けられる。投影装置１０は、正面パネル１２側の内部に支脚を備える。投影装置１０は、高さ調整ボタン１２ｃが押下されている間、下方からその支脚を出没させることができる。よって、使用者は、高さ調整ボタン１２ｃを操作することにより支脚を任意の出代量で固定し、投影装置１０の高さや傾きを調節することができる。

【0017】

背面パネル１３には、ＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子２０が設けられている。また、背面パネル１３において、右側パネル１４側の角部に排気孔３３０が形成され、左側パネル１５側の角部にも排気孔３４０が形成される。

【0018】

つぎに、投影装置１０の投影装置制御手段について図２の機能ブロック図を用いて説明する。投影装置制御手段は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。

【0019】

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

【0020】

そして、この投影装置制御手段により、入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。

【0021】

表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

【0022】

表示駆動部２６は、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動するものである。

【0023】

投影装置１０は、光源である光源装置６０から出射された光源光の光線束を、後述する導光光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像（画像）を形成する。投影装置１０は、その形成した光像を同じく後述する投影側光学系を介してスクリーンに投影し、画像を表示させる。なお、この投影側光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

【0024】

画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。

【0025】

また、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時はメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長する。そして、画像圧縮／伸長部３１は、その画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいた動画等を表示する処理を行う。

【0026】

筺体の上面パネル１１に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出される。リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。

【0027】

なお、制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。

【0028】

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御している。この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、光源装置６０の緑色光源装置における励起光照射装置や、赤色光源装置の発光を個別に制御する。光源装置６０から出射された所定の波長帯域の光は、照射ミラー１８５で反射され、表示素子５１に照射される。

【0029】

制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、投影装置１０の電源をＯＦＦにする指示を受けると、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマーを用いて投影装置１０本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させたり、温度センサによる温度検出の結果に応じて投影装置１０本体の電源を切るタイミングを定める等の制御を行うことができる。

【0030】

つぎに、投影装置１０の内部構造について述べる。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、電源装置３０１、制御回路基板３０２、光源装置６０を備える。また、投影装置１０は、冷却ファンとして、吸気ファン２６０、中間ファン２７０、排気ファン２８０を備える。

【0031】

光源装置６０は、投影装置１０の筐体の略中央に配置される。光源装置（冷却装置）６０は、光源ケース（内部ケース）６１によって、内部に光源、レンズ、ミラー等の光学部材（発熱体）を収納する。なお、これらの光学部材に限らず、発熱体としてＣＰＵ等であっても良い。電源装置３０１は、光源装置６０の左側パネル１５側に配置される。電源装置３０１の基板は、左側パネル１５と略平行に配置される。制御回路基板３０２は、光源装置６０の背面パネル１３側に配置される。制御回路基板３０２は、上下方向に対し略垂直に配置される。制御回路基板３０２は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備える。また、制御回路基板３０２は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等の機能毎に分けて、複数備えることができる。

【0032】

ここで、光源装置６０の内部構造について説明する。図４は、光源装置６０の平面模式図である。光源装置６０は、赤色波長帯域光の光源とされる赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源とされる緑色光源装置８０と、青色波長帯域光の光源とされる青色光源装置であると共に励起光源ともされる励起光照射装置７０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、蛍光板装置１００により構成される。光源装置６０は、導光光学系１４０を有する。導光光学系１４０は、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光及び赤色波長帯域光の光線束を合わせて、各色波長帯域の光線束を同一光路上に導光する。

【0033】

励起光照射装置７０は、投影装置１０筐体の右側パネル１４側に配置される。励起光照射装置７０は、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された複数の固体発光素子を備える。本実施形態の固体発光素子は、青色波長帯域光を発する複数の青色レーザダイオード７１である。また、複数の青色レーザダイオード７１は、右側パネル１４と平行に並べて配置されている。これら青色レーザダイオード７１は、固定ホルダ７４に固定される。

【0034】

また、励起光照射装置７０は、反射ミラー７６、拡散板７８、ヒートシンク８１を備える。反射ミラー７６は、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を拡散板７８に向けて略９０度変換する。拡散板７８は、反射ミラー７６で反射した各青色レーザダイオード７１からの出射光を予め定められた拡散角度で拡散する。図３に示すように、ヒートシンク８１は、青色レーザダイオード７１と右側パネル１４との間に配置される。ヒートシンク８１の右側方に形成された第一フィン８１１の板面は上下方向に対して垂直に形成される。また、上方に形成された第二フィン８１２の板面は、左右方向に対して垂直に形成される。

【0035】

図４に戻り、各青色レーザダイオード７１からの光路上には、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めて平行光に変換するコリメータレンズ７３が夫々配置されている。これらコリメータレンズ７３は、青色レーザダイオード７１とともに固定ホルダ７４に固定される。

【0036】

赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１の光線束と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。この赤色光源１２１は、赤色波長帯域光を出射する固体発光素子である赤色発光ダイオードである。赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０が出射する赤色波長帯域光の光軸が、蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように配置される。また、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の右側パネル１４側にヒートシンク１３０を備える。ヒートシンク１３０のフィン１３１は、全体が右側方向に立設しており、その板面が上下方向に対して略垂直となるように形成される。また、フィン１３１は、正面視において放射状に上下に広がるように傾斜して形成される。

【0037】

緑色光源装置８０を構成する蛍光板装置１００は、蛍光板１０１、モータ１１０、入射側の集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ、出射側の集光レンズ１１５を備える。モータ１１０及び複数の集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５（光学部材）は、バレル（固定部材）５２により保持される。蛍光板１０１は、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイールである。この蛍光板１０１はモータ１１０により回転駆動する。集光レンズ１１７ａ，１１７ｂは、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を蛍光板１０１に集光する。集光レンズ１１５は、蛍光板１０１から正面パネル１２方向に出射される光線束を集光する。なお、蛍光板装置１００は、集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５の上方に配置される。そのため、蛍光板１０１の下方の一部が集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５の光路上に配置される。

【0038】

蛍光板１０１には、蛍光発光領域と拡散透過領域とが周方向に並設されている。蛍光発光領域は、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光を励起光として受けて、励起された緑色波長帯域の蛍光光を出射する。拡散透過領域は、青色レーザダイオード７１からの出射光を拡散透過する。拡散透過した出射光は、光源装置６０の青色波長帯域光として出射される。

【0039】

導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、集光レンズ１４９、第二ダイクロイックミラー１４８、第一反射ミラー１４３、集光レンズ１４６、第二反射ミラー１４５、集光レンズ１４７を有する。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。第一ダイクロイックミラー１４１が反射した緑色波長帯域光の光軸は、集光レンズ１４９に向かう左側パネル１５方向に９０度変換される。したがって、第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸と一致する。

【0040】

集光レンズ１４９は、第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光及び第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光は、共に集光レンズ１４９に入射する。第二ダイクロイックミラー１４８は、集光レンズ１４９の左側パネル１５側であって、集光レンズ１４７の背面パネル１３側に配置される。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光を透過する。したがって、集光レンズ１４９で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８によって反射されて、背面パネル１３側に９０度変換される。第二ダイクロイックミラー１４８の背面パネル１３側には、集光レンズ１７３が配置される。第二ダイクロイックミラー１４８により反射された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、集光レンズ１７３に入射する。

【0041】

第一反射ミラー１４３は、蛍光板１０１を透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ１１５と正面パネル１２との間に配置される。第一反射ミラー１４３は、青色波長帯域光を反射して、この青色波長帯域光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する。集光レンズ１４６は、第一反射ミラー１４３の左側パネル１５側に配置される。また、第二反射ミラー１４５は、集光レンズ１４６の左側パネル１５側に配置される。第二反射ミラー１４５は、第一反射ミラー１４３により反射されて、集光レンズ１４６により集光された青色波長帯域光の光軸を、背面パネル１３側に９０度変換する。集光レンズ１４７は、第二反射ミラー１４５の背面パネル１３側に配置される。第二反射ミラー１４５により反射された青色波長帯域光は、集光レンズ１４７を介して第二ダイクロイックミラー１４８を透過し、集光レンズ１７３に入射する。このようにして、導光光学系１４０により導光された赤色、緑色、青色の各波長帯域光の光線束は、光源側光学系１７０の同一光路上に導光される。

【0042】

光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネルやガラスロッド等の導光装置１７５、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１７９、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５を備える。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を、投影側光学系２２０に向けて出射するため、投影側光学系２２０の一部でもある。

【0043】

集光レンズ１７３から出射した各光線束は、導光装置１７５に入射する。導光装置１７５に入射される各光線束は、導光装置１７５により均一な強度分布の光線束となる。

【0044】

導光装置１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８を介して、光軸変換ミラー１７９が配置されている。導光装置１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１７９により、集光レンズ１８３に向かう光軸に変換される。

【0045】

光軸変換ミラー１７９で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、表示素子５１の背面パネル１３側にはヒートシンク１９０が設けられている。ＤＭＤとされる表示素子５１は、このヒートシンク１９０により冷却される。また、ヒートシンク１９０の後方に形成されたフィン１９１の板面は、上下方向に対して垂直に形成される。

【0046】

光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。

【0047】

投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５により構成される。固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。可動レンズ群２３５は、可動鏡筒に内蔵され、手動又は自動により移動されることにより、ズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

【0048】

このように投影装置１０を構成することで、蛍光板１０１を回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して導光装置１７５に入射され、さらに光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。よって、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

【0049】

図３に戻り、吸気ファン２６０は、前方右側の角部５０１において吸気孔３１０の内側に配置される。吸気ファン２６０は、吸気側２６１を吸気孔３１０に向けるとともに、排気側２６２を投影装置１０の略中央に向けて、斜めに傾けて配置される。中間ファン２７０は、後方右側の角部５０３においてヒートシンク８１の後側に配置される。中間ファン２７０は、吸気側２７１をヒートシンク８１に向けるとともに、排気側２７２を排気孔３３０に向けて配置される。排気ファン２８０は、後方左側の角部５０４において排気孔３４０の内側に配置される。

【0050】

排気ファン２８０は、吸気側２８１をヒートシンク１９０に向けるとともに、排気側２８２を排気孔３４０に向けて、斜めに傾けて配置される。このように、吸気ファン２６０と排気ファン２８０は、本体ケース１０ａ，１０ｂ内の対角位置に配置される。本実施形態の吸気ファン２６０、中間ファン２７０、排気ファン２８０は、それぞれ一つの軸流型のファンにより形成される。また、吸気ファン２６０、中間ファン２７０、排気ファン２８０は、いずれも高さが下本体ケース１０ｂから上本体ケース１０ａの近くまで亘って形成される。このように、吸気ファン２６０、光源ケース６１、本体ケース１０ａ，１０ｂ等によって、光源装置の冷却構造が構成される。

【0051】

本実施形態では、発熱量の比較的高い、赤色光源１２１のヒートシンク１３０と、青色レーザダイオード７１のヒートシンク８１と、蛍光板装置１００が、吸気ファン２６０の近辺に配置される。

【0052】

図５は、図４の前方右側の位置Ｐから見た光源ケース６１の裏面斜視図である。光源ケース６１は、第一ブロック６４と第二ブロック６５とを有する。第一ブロック６４は、図４に示す光源装置６０と導光光学系１４０とを収納する。また、第一ブロック６４は、図４に示す光源側光学系１７０の集光レンズ１７３，１７８、導光装置１７５及び光軸変換ミラー１７９を収納する。光源装置６０は、投影装置１０内の熱源となる。

【0053】

第一ブロック６４は、流入部６２側の側面６４１の上方に、蛍光板装置固定部９３を有する。蛍光板装置固定部９３は、板面を上下に向けた板状に形成される。蛍光板装置固定部９３は、蛍光板装置１００の固定部として複数の固定孔を有する。

【0054】

第一ブロック６４は、流入部６２側の側面６４１に複数の横リブ９１を有する。各横リブ９１は、側面６４１から垂直に立設した板状に形成される。各横リブ９１は、蛍光板装置固定部９３から下方に向かって延設される。また、各横リブ９１は、略同じ長さに形成される。

【0055】

第一ブロック６４は、導光光学系１４０が配置される前方位置の底面６４２に、複数の下リブ９２を有する。各下リブ９２は、底面６４２から下方に立設する板状に形成される。各下リブ９２は、板面方向から見た側面視において略等脚台形状に形成される。したがって、下リブ９２の両端部は、傾斜面９２１として形成される。また、下リブ９２は、流入部６２側から第二ブロック６５の流出部６３側に向かって斜めに延設される。下リブ９２の後方端は、光源ケース６１の前後方向における略中央に位置する。なお、本実施形態の横リブ９１及び下リブ９２は、それぞれ５個ずつ形成される。

【0056】

横リブ９１が形成される側面６４１と下リブ９２が形成される底面６４２との角部には、側面６４１から下方に延設される縁板６６が形成される。縁板６６は、光源ケース６１の側面６４１側にＣ面取り部６６１を有する。Ｃ面取り部６６１は、側面６４１側から底面６４２側に向かって平面状に傾斜している。下リブ９２の側面６４１側の傾斜面９２１は、縁板６６と接続される。

【0057】

下リブ９２が形成されている底面６４２には、略矩形状の孔部６７が形成される。孔部６７は、図６（ａ）及び図６（ｂ）で後述するバレル５２の設置位置下方に設けられる。孔部６７からは、バレル５２の一部である突出部５４２が挿通されて、外部に露出するように配置される。なお、突出部５４２は、その下端部の位置が、底面６４２に設けられた下リブ９２の下端部よりも下方となるように形成される。

【0058】

第一ブロック６４は、流入部６２の反対側であって左側の縁部に、ガイド壁９４を有する。ガイド壁９４は、底面６４２から下方に向かって立設している。ガイド壁９４は、光源ケース６１の前後方向において、前方側から後方に向かって略中央まで延設される。ガイド壁９４の前方には、平面視において右前方に延設される前ガイド部９４１が形成される。また、ガイド壁９４の下端は、下リブ９２及び突出部５４２よりも下方位置に形成される。

【0059】

第一ブロック６４は、ガイド壁９４と対向する右側に赤色光源装置固定部９５を有する。赤色光源装置固定部９５は、図４に示す赤色光源装置１２０の構成部材を固定する。赤色光源装置固定部９５には、集光レンズ群１２５や赤色光源１２１が配置される。

【0060】

また、第一ブロック６４は、光源ケース６１の右側であって、赤色光源装置固定部９５の後方に青色光源装置固定部９６を有する。青色光源装置固定部９６は、励起光照射装置７０の構成部材を固定する。青色光源装置固定部９６には、固定ホルダ７４や青色レーザダイオード７１が配置される。

【0061】

第二ブロック６５は、第一ブロック６４の後方の左側に設けられ、略立方体状に形成される。第二ブロック６５は、図４に示す光源側光学系１７０の集光レンズ１８３、照射ミラー１８５及びコンデンサレンズ１９５、表示素子５１等を収納する。第二ブロック６５の後方側には、表示素子５１やヒートシンク１９０を固定するための表示素子固定部９７が設けられる。表示素子５１やヒートシンク１９０は、投影装置１０内の熱源であり、流出部６３側に配置される。また、第二ブロック６５の前方には、投影側光学系２２０の鏡筒を固定する鏡筒固定部９８が形成される。

【0062】

光源ケース６１は、複数の固定部８５１を有する。複数の固定部８５１は、下本体ケース１０ｂの内面から上方に立設する図示しない支持部と当接して、光源ケース６１を下方から支持する。したがって、光源ケース６１の下面は、下本体ケース１０ｂの底部の内面と間隙を有して配置される。この間隙は、少なくとも流入部６２側から流出部６３側に亘って形成される。このように光源ケース６１と下本体ケース１０ｂにより形成された間隙により、流入部６２から流出部６３に向かって空気ｆ１が流れる通気路が形成される。よって、上述の横リブ９１、下リブ９２及び突出部５４２は、光源ケース６１の外面に、通気路に沿うように面して形成される。

【0063】

図６（ａ）は、図４のバレル５２周辺を右方から左方に見たＶＩａ−ＶＩａ断面図である。また、図６（ｂ）は、図４のバレル５２周辺を前方から後方に見たＶＩｂ−ＶＩｂ断面図である。バレル５２は、光源ケース６１内に収納される。バレル（固定部材）５２は、図３に示す蛍光板１０１を回転駆動させるモータ１１０と、蛍光板１０１の前後に配置される複数の集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５とを固定する。

【0064】

バレル５２は、本体部５２１と、上板５２２と、保持部と、を有する。本体部５２１は、略直方体形状に形成される。上板５２２は、本体部５２１の上端から集光レンズ１１５側へ板面を上下に向けて延設される。上板５２２の上面には、モータ固定板５３１が設けられる。モータ固定板５３１は、モータ１１０の反対側に開口するように屈曲して形成される。モータ１１０は、モータ固定板５３１の垂直部５３２に対して固定される。保持部は、複数の集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５等の光学部材（発熱体）を保持する。

【0065】

本体部５２１の一方側には、２つの集光レンズ１１７ａ，１１７ｂが固定される。また、本体部５２１の他方側には、集光レンズ１１５が固定される。また、バレル５２には、蛍光板１０１の一部が挿入される溝部５４１が形成される。溝部５４１は、集光レンズ１１７ｂ及び集光レンズ１１５の間に設けられる。

【0066】

バレル５２の下方では、本体部５２１の下方から突出部５４２が延設される。本実施形態の突出部５４２は、孔部６７の開口形状と略同じ形状を横断面形状として立設する略四角柱状に形成される。

【0067】

バレル５２と光源ケース６１の底部との間には、パッキン等の封止部材６８が配置される。封止部材６８は、突出部５４２が挿通される開口孔６８１を有する。バレル５２は、孔部６７の周縁である光源ケース６１の底部と封止部材６８を介して面当接しており、光源ケース６１の内外の空間を遮蔽している。したがって、光源ケース６１は、孔部６７を設けたことによる密閉性の低下を防ぎ、防塵性を高めることができる。

【0068】

以上、本実施形態によると、突出部５４２は、通気路の途中に設けられる。また、ガイド壁９４は、流入部６２から流出部６３へ向かう空気ｆ１のガイドとして機能する。青色光源装置固定部９６と赤色光源装置固定部９５の下端９６４，９５５の一部も、流入部６２から流出部６３へ向かう空気ｆ１のガイドとして機能する。よって、光源ケース６１内の防塵性を確保しつつ、光源ケース６１及び突出部５４２と熱接続されるモータ１１０、蛍光板１０１、集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５等の収納部材を効率よく冷却することができる。

【0069】

また、本実施形態では、突出部５４２の形状を柱状（ソリッド状）としたことにより、バレル５２の熱を通気路側へ容易に移動させることができる。

【0070】

なお、バレル５２と光源ケース６１の底部との間に封止部材６８を配置するとしたが、封止部材６８は無くても構わない。この場合でも、光源装置６０内の光源や光学部材が密閉性の高い光源ケース６１に収納された状態において、光源ケース６１の坊塵性を確保しつつ内部の熱源を効率よく冷却することができる。

【0071】

（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２について説明する。図７は、実施形態２の光源ケース６１の裏面斜視図である。また、図８（ａ）は、図７の光源ケース６１のバレル５２Ａ周辺のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ断面図である。本実施形態では、バレル５２の代わりにバレル５２Ａを用いる。バレル５２Ａは、突出部５４２Ａとして、複数のフィン５４３を備える。フィン５４３は、孔部６７から外部に露出するように配置される。なお、本実施形態の説明において、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。

【0072】

封止部材６８は、バレル５２Ａと光源ケース６１の底部との間に配置される。封止部材６８は、フィン５４３が挿通される開口孔６８１を有する。図８（ａ）では、封止部材６８をフィン５４３全体の外周に沿って配置した例を示しており、複数のフィン５４３は、一つの開口孔６８１及び孔部６７から纏めて外部に露出する。

【0073】

このように、光源ケース６１は、孔部６７を設けたことによる密閉性の低下を防ぐと共に、放熱性を高めることができる。

【0074】

つぎに、開口孔６８１と孔部６７の変形例について説明する。図８（ｂ）は、光源ケース６１のバレル５２Ａ周辺の断面図である。本図は、図７のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ断面に相当する位置における断面図を示している。光源ケース６１は、フィン５４３の板面方向に沿って長く形成されたスリット状の孔部６７Ａを複数有する。また、バレル５２Ａと光源ケース６１の底面６４２との間に配置される封止部材６８Ａは、スリット状の開口孔６８２を複数有する。封止部材６８Ａの開口孔６８２と底面６４２に設けられる孔部６７Ａとは、フィン５４３毎に配置される。各フィン５４３は、各孔部６７Ａ及び底面６４２に挿通され、フィン５４３毎に光源ケース６１の外部に露出する。

【0075】

したがって、光源ケース６１の密閉性をさらに高めつつバレル５２，５２Ａの放熱性を高めることができる。

【0076】

なお、各実施形態で示した封止部材６８，６８Ａは、断熱性の高い断熱部材を用いることができる。よって、光源ケース６１内の部材の発熱により、光源ケース６１の方がバレル５２，５２Ａよりも高温となる場合であっても、バレル５２，５２Ａへの熱の移動を防ぐことができ、バレル５２，５２Ａに固定される光学部材の冷却を効率良く行うことができる。

【0077】

また、封止部材６８，６８Ａは、伝熱性の高い部材を用いてもよい。よって、バレル５２，５２Ａに固定される光学部材の発熱により、バレル５２，５２Ａの方が光源ケース６１よりも高温となる場合であっても、突出部５４２及び光源ケース６１を介して、バレル５２，５２Ａに固定される光学部材の冷却を効率良く行うことができる。

【0078】

また、光源ケース６１の底部に孔部６７を設けたことにより、熱源である蛍光板１０１、モータ１１０及び複数の集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５を収納するバレル５２，５２Ａに外気を直接当てることができるため、冷却効率を高めることができる。

【0079】

また、突出部５４２は、基部側を柱状とし、先端側をフィン５４３として組み合せて構成してもよい。

【0080】

以上、本実施形態の光源装置６０及び投影装置１０は、光学部材を固定する固定部材（バレル５２，５２Ａ）を収納した光源ケース６１を有する。光源ケース６１には、固定部材の設置位置に、固定部材の本体部５２１から延設される突出部５４２，５４２Ａを外部に露出させる孔部６７，６７Ａを設けた。よって、光源ケース６１の防塵性を確保しつつ内部に収納される別体の熱源を効率よく冷却する光源装置６０及び投影装置１０を構成することができる。

【0081】

また、蛍光板１０１を回転駆動させるモータ１１０と、蛍光板１０１の一方の面側及び他方の面側に配置される複数の集光レンズ１１７ａ，１１７ｂ，１１５を含む光源装置６０は、保持される複数の冷却対象部材の冷却を、容易に集中させて行うことができる。

【0082】

また、複数のフィン５４３が開口孔６８１及び孔部６７から纏めて外部に露出する光源装置６０は、孔部６７の構成を簡易にしつつ、放熱性の高いバレル５２Ａを構成することができる。

【0083】

また、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0084】

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 発熱体を保持する保持部と、本体部と、前記本体部から延設される突出部と、を有する固定部材と、
前記固定部材を収納し、前記固定部材の設置位置に前記突出部が挿通される孔部を有する内部ケースと、
を備えることを特徴とする冷却装置。
［２］ 前記発熱体は光学部材であり、前記内部ケースは光源ケースであることを特徴とする上記［１］に記載の冷却装置。
［３］ 前記光学部材は、蛍光板を回転駆動させるモータと、前記蛍光板の一方の面側及び他方の面側に配置されるレンズと、を含むことを特徴とする上記［２］に記載の冷却装置。
［４］ 前記突出部は、柱状であることを特徴とする上記［１］乃至上記［３］の何れかに記載の冷却装置。
［５］ 前記突出部は、複数のフィンであることを特徴とする上記［１］乃至上記［３］の何れかに記載の冷却装置。
［６］
前記固定部材と前記内部ケースとの間に配置され、前記突出部が挿通される開口孔を有した封止部材を備えることを特徴とする上記［１］乃至上記［４］の何れかに記載の冷却装置。
［７］ 前記固定部材と前記内部ケースとの間に配置され、前記フィンが挿通される開口孔を有した封止部材を備えることを特徴とする上記［５］に記載の冷却装置。
［８］ 複数の前記フィンは、前記開口孔及び前記孔部から前記フィン毎に外部に露出することを特徴とする上記［７］に記載の冷却装置。
［９］ 複数の前記フィンは、前記開口孔及び前記孔部から纏めて外部に露出することを特徴とする上記［７］に記載の冷却装置。
［１０］ 前記封止部材は、断熱部材であることを特徴とする上記［６］乃至上記［９］の何れかに記載の冷却装置。
［１１］ 上記［１］乃至上記［１０］の何れかに記載の冷却装置と、
表示素子と、
前記冷却装置を透過した光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
前記表示素子から出射された画像を投影する投影側光学系と、
を備え、
前記冷却装置は光源装置であることを特徴とする投影装置。

【符号の説明】

【0085】

１０ 投影装置 １０ａ 上本体ケース
１０ｂ 下本体ケース １１ 上面パネル
１１ａ 投影画像調整部 １２ 正面パネル
１２ａ 光出射部 １２ｂ 投影口
１２ｃ 高さ調整ボタン １３ 背面パネル
１４ 右側パネル １５ 左側パネル
１９ レンズカバー ２０ 端子
２１ 入出力コネクタ部 ２２ 入出力インターフェース
２３ 画像変換部 ２４ 表示エンコーダ
２５ ビデオＲＡＭ ２６ 表示駆動部
３１ 画像圧縮／伸長部 ３２ メモリカード
３５ Ｉｒ受信部 ３６ Ｉｒ処理部
３７ キー／インジケータ部 ３８ 制御部
４１ 光源制御回路 ４３ 冷却ファン駆動制御回路
４５ レンズモータ ４７ 音声処理部
４８ スピーカ ５１ 表示素子
５２，５２Ａ バレル（固定部材）
６０ 光源装置（冷却装置） ６１ 光源ケース（内部ケース）
６２ 流入部 ６３ 流出部
６４ 第一ブロック ６５ 第二ブロック
６６ 縁板 ６７，６７Ａ 孔部
６８，６８Ａ 封止部材 ７０ 励起光照射装置
７１ 青色レーザダイオード ７３ コリメータレンズ
７４ 固定ホルダ ７６ 反射ミラー
７８ 拡散板 ８０ 緑色光源装置
８１ ヒートシンク
９１ 横リブ ９２ 下リブ
９３ 蛍光板装置固定部 ９４ ガイド壁
９５ 赤色光源装置固定部 ９６ 青色光源装置固定部
９７ 表示素子固定部 ９８ 鏡筒固定部
１００ 蛍光板装置 １０１ 蛍光板
１１０ モータ １１５ 集光レンズ
１１７ａ 集光レンズ １１７ｂ 集光レンズ
１２０ 赤色光源装置 １２１ 赤色光源
１２５ 集光レンズ群 １３０ ヒートシンク
１３１ フィン １４０ 導光光学系
１４１ 第一ダイクロイックミラー １４３ 第一反射ミラー
１４５ 第二反射ミラー １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 集光レンズ １７０ 光源側光学系
１７３ 集光レンズ １７５ 導光装置
１７８ 集光レンズ １７９ 光軸変換ミラー
１８３ 集光レンズ １８５ 照射ミラー
１９０ ヒートシンク １９１ フィン
１９５ コンデンサレンズ ２２０ 投影側光学系
２２５ 固定レンズ群 ２３５ 可動レンズ群
２６０ 吸気ファン ２６１ 吸気側
２６２ 排気側 ２７０ 中間ファン
２７１ 吸気側 ２７２ 排気側
２８０ 排気ファン ２８１ 吸気側
２８２ 排気側 ３０１ 電源装置
３０２ 制御回路基板 ３１０ 吸気孔
３２０ 吸気孔 ３３０ 排気孔
３４０ 排気孔 ５０１，５０３，５０４ 角部
５２１ 本体部 ５２２ 上板
５３１ モータ固定板 ５３２ 垂直部
５４１ 溝部 ５４２ 突出部
５４３ フィン
６４１ 側面 ６４２ 底面
６６１ Ｃ面取り部 ６８１ 開口孔
６８２ 開口孔 ８１１ 第一フィン
８１２ 第二フィン ８５１ 固定部
９２１ 傾斜面 ９４１ 前ガイド部
９５５ 下端 ９６４ 下端
ｆ１ 空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】